[發明專利]長波長微機械可調諧濾波器的結構和制作方法

無效

• 申請號: 200610067135.5
• 申請日: 2006-04-03
• 公開（公告）號: CN101051162A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 吳旭明;王小東;譚滿清
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02F1/21
• 分類號: G02F1/21
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

1.一種長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，該結構包括：

一襯底，該襯底為n型砷化鎵襯底；

一緩沖層，該緩沖層制作在襯底上；

一下布拉格反射鏡，該下布拉格反射鏡制作在緩沖層上，是濾波器的下反射鏡；

一n型歐姆接觸層，該n型歐姆接觸層制作在下布拉格反射鏡上，用來制作下電極；

一空氣腔，該空氣腔制作在n型歐姆接觸層上，用于調諧波長；

一四臂固支梁，該四臂固支梁制作在空氣腔上；

一上布拉格反射鏡，該上布拉格反射鏡制作在四臂固支梁上，是濾波器的上反射鏡；

一p電極，該p電極制作在四臂固支梁的上面；

一n電極，該n電極制作在n型歐姆接觸層的上面。

2.根據權利要求1所述的長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，其中所述的下布拉格反射鏡由23對組合材料組成，每一對組合材料包括砷化鎵和鋁鎵砷；鋁鎵砷與砷化鎵之間的晶格失配小，在砷化鎵襯底上生長砷化鎵/鋁鎵砷布拉格反射鏡應力小。

3.根據權利要求1所述的長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，其中所述濾波器結構只需要一個空氣腔。

4.根據權利要求1所述的長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，其中所述四臂固支梁厚度小于1微米，這樣使調諧系數高，調諧電壓低。

5.根據權利要求1所述的長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，其中所述上布拉格反射鏡由3對組合材料組成，每一對組合材料包括二氧化硅和硅；二氧化硅和硅有高的反射帶寬，可以覆蓋整個上布拉格反射鏡的帶寬，不會導致上下布拉格反射鏡對不準。

6.根據權利要求1所述的長波長微機械可調諧濾波器的結構，其特征在于，其中所述n型歐姆接觸層是n型，四臂固支梁摻硅成為p型，這樣兩者之間就構成了一個PN結；如果給器件加反偏電壓，那么由于靜電吸引，四臂固支梁的中心就會向下彎曲，縮短空氣腔，從而可以調諧透射波長。

7.一種長波長微機械可調諧濾波器結構的制造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)在砷化鎵襯底上依次生長緩沖層、下布拉格反射鏡、n型歐姆接觸層、制作空氣層所需的鋁鎵砷腐蝕犧牲層和四臂固支梁；

(2)通過光刻工藝形成四臂固支梁的初始圖形，用腐蝕液腐蝕出一定深度的臺面；

(3)采用選擇腐蝕液，選擇腐蝕腐蝕犧牲層的鋁鎵砷而不腐蝕砷化鎵，露出底下的n型歐姆接觸層；

(4)在片子表面涂光刻膠，然后利用光刻版在四個支柱上和臺面下的砷化鎵光刻出p電極和n電極所需的窗口；在片子表面蒸鉻金，然后帶膠剝離，形成p電極和n電極；

(5)在片子表面涂光刻膠，然后利用光刻版在四臂固支梁中心光刻出上布拉格反射鏡所需的窗口；在片子表面電子束蒸發介質膜，接著帶膠剝離，形成上布拉格反射鏡；

(6)對片子背面進行減薄，拋光；

(7)采用選擇腐蝕液，選擇腐蝕鋁鎵砷而不腐蝕砷化鎵，最后經二氧化碳臨界點干燥儀干燥，從而形成懸空的四臂固支梁。

8.根據權利要求7所述的長波長微機械可調諧濾波器結構的制作方法，其特征在于，其中步驟(3)和(7)采用的腐蝕液鹽酸∶水＝2∶1，具有選擇腐蝕性，可以選擇腐蝕鋁鎵砷而不腐蝕砷化鎵。

9.根據權利要求7所述的長波長微機械可調諧濾波器結構的制作方法，其特征在于，其中步驟(5)中的上布拉格反射鏡介質膜，是帶光刻膠進行電子束蒸發后剝離而成。

10.根據權利要求7所述的長波長微機械可調諧濾波器結構的制作方法，其特征在于，其中步驟(7)采用二氧化碳超臨界干燥法干燥，從而形成無粘連的四臂固支梁。